Соларните прозорци: следващата архитектурна революция?

Когато мислим за слънчева енергия, сме склонни да си представяме покрив или съоръжение, покрито със слънчеви панели. Но това не е единственият начин да се използва енергийният потенциал на нашата звезда.

През последните две десетилетия станахме свидетели на бум на слънчевата енергия. Според Международната агенция по енергетика (МАЕ) повече от 440 гигавата възобновяема енергия са били добавени през 2023 г. След вятърната енергия, слънчевата е втората най-важна възобновяема енергия по отношение на производството и се очаква нейният принос да се увеличи през следващите години.

Тази тенденция може да се види и в градовете. Слънчевите клетки се вграждат в сгради и като част от тази адаптация се появиха нови технологични приложения с огромен потенциал, които вече бяха тествани в лаборатории. Едно от тях, което ще заеме централно място, са соларните прозорци.

Какво представляват?

Концепцията за слънчеви прозорци е проста и се отнася до вграждането на прозрачни панели със слънчеви клетки в прозорци за улавяне на енергията, осигурена от светлинния спектър, като същевременно позволява на светлината да преминава през прозореца.

На техническо ниво иновацията се основава на слънчевата клетка Grätzel или чувствителните към багрило слънчеви клетки (DSC), които датират от 1991 г. Изработена от полупроводник, тя е способна да генерира цикличен електрически ток чрез улавяне на светлина през органичен оцветител.

Предимства, ползи и недостатъци

Освен очевидната полза от генерирането на електричество, предимствата на соларните прозорци включват:

• Пълната им интеграция с прозореца, така че те не заемат допълнително място, както правят слънчевите панели.
• Монтажът не е твърде скъп или сложен. Освен това те могат да бъдат адаптирани към всички видове инфраструктури, включително превозни средства.
• Свойствата на фотоволтаичния филм (цветен, гъвкав и способен да поеме всякаква форма и размер) позволяват лесното му адаптиране и персонализиране.
• Те имат по-добри топло- и звукоизолационни свойства от обикновените прозорци.

По-ефективни ли са от слънчевите панели?

Тази технология обаче има някои недостатъци, които до момента пречат на по-широкото ѝ използване. Най-значимата е по-ниската ефективност в сравнение с конвенционалните слънчеви панели поради тяхната полупрозрачна природа, с коефициент на ефективност под 10% в сравнение със слънчевите панели, на който е средно около 20%.

Има обаче скорошни разработки, които обещават да увеличат това представяне. Такъв е случаят с работата на École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), която успя да го повиши до нива между 15% и 30%.

Предвид тези обстоятелства соларните прозорци все още не могат да заменят традиционните слънчеви панели в еднофамилна къща или сграда само с няколко етажа. Ако не друго, те биха могли да бъдат интересно допълнение към панелите на покрива. Въпреки това, във високи сгради, с много повече остъклена повърхност, отколкото покривно пространство, икономиите може да са по-големи със соларните прозорци.

Първият пример за интегриране на тази технология в архитектурата е в гореспоменатия EPFL, в неговия SwissTech Convention Center.

На много пазари, включително пазарите в Северна Америка и Европа, соларните прозорци се налагат бавно. Въпреки това все по-голям брой компании вече ги включват в своите портфолиа и предлагат решения в различни мащаби, като Ubiquitous в Съединените щати.

В Австралия компанията ClearVue е интегрирала соларни прозорци в множество обществени и жилищни сгради и дори оранжерии. Неговият успех доведе до ранна експанзия само за кратко време и се готви да стартира на пазара в САЩ.

За разлика от други фотоволтаични решения потенциалът на слънчевите прозорци е по-гъвкав. Ако тази тенденция се развие, вероятно ще ги видим интегрирани в големи прозорци във всички видове сгради.